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方法文章

小鼠眶下神经远端慢性缩窄损伤(DIoN-CCI)模型用于三叉神经病理性疼痛研究

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DOI:

10.3791/66420

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2024年3月8日

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本文内容

摘要

小鼠眶下神经远端慢性缩窄性损伤可诱导自发行为改变(面部理毛活动增加)以及对触觉刺激的伤害性行为反应(对von Frey纤毛刺激的高反应性),这些表现是持续性疼痛和异常性疼痛的征象,可作为三叉神经病理性疼痛的模型。

摘要

动物模型仍是研究神经病理性疼痛的必要工具。本文描述了一种用于研究小鼠三叉神经病理性疼痛的远端眶下神经慢性压迫损伤(DIoN-CCI)模型。内容包括实施慢性压迫损伤的手术操作,以及术后用于评估自发性和诱发性行为改变的行为学测试,这些行为变化是持续性疼痛和机械性异常性疼痛的标志。该方法及行为学检测指标与大鼠眶下神经慢性压迫损伤(IoN-CCI)模型相似。然而,将IoN-CCI模型应用于小鼠时,需进行若干重要改进。首先,将眶内入路改为更靠前的入路,切口位于眼睛与胡须垫之间,从而使眶下神经(IoN)在眶腔外更远端的位置被结扎。其次,由于小鼠的运动活性更高,不再允许其在小笼中自由活动,而是将小鼠置于专门设计和制作的限制性装置中。在DIoN结扎后,小鼠表现出与IoN-CCI大鼠类似的行为变化,即自发性行为改变以及对von Frey纤毛刺激的反应增强,具体表现为定向面部理毛行为增加和对IoN支配区域von Frey纤毛刺激的痛觉过敏。

引言

神经病理性疼痛源于躯体感觉神经系统的损伤,导致感觉信号向大脑的异常传递。躯体感觉神经损伤并不总是引起神经病理性疼痛,但其发生率随着临床神经病变严重程度的增加而升高1,2。神经病理性疼痛患者表现出特定症状,如自发性感觉(烧灼感、针刺感、电击感),以及对无害或有害刺激产生异常强烈或持久的疼痛,这些疼痛往往转为慢性,并对常规镇痛药物治疗产生抵抗3。神经病理性疼痛研究领域的重大进展源于一项发现:在大鼠坐骨神经周围施加轻度缩窄性结扎可引发类似人类神经病理性疼痛的行为表现4。这些动物对热、冷和机械刺激的阈值降低,并表现出伤害性防御行为。尽管人类与啮齿类动物在疼痛处理方面存在固有的生物学差异,动物模型仍是研究神经病理性疼痛发生机制以及检验新提出治疗策略的重要工具。

基于感觉反射的疼痛检测范式已在神经病理性疼痛模型中得到广泛应用,但对持续性疼痛或其他常见伴随症状(如睡眠障碍、抑郁、焦虑)的测量却未受到足够重视,尽管这些是影响生活质量的常见临床症状5,6,7,

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方案

动物的处理和护理遵循国际疼痛研究协会(International Association for the Study of PAIN)关于清醒动物疼痛研究的指南,以及佛兰德斯和欧洲动物研究法规和ARRIVE指南。该实验方案已获得机构伦理委员会的批准。

1. 动物

  1. 使用雄性和雌性 C57BL/6J 小鼠(Janvier,到达时 10 周龄)。
  2. 将雄性和雌性小鼠分别饲养在标准的实底鼠笼中,置于湿度为40%–60%、室温为21 ± 1 °C的动物饲养室中。
  3. 提供水和食物 随意摄取.
  4. 将小鼠置于正常的12小时光照/12小时黑暗循环条件下(光照开启时间为08:00)。

2. 手术

  1. 每只小鼠准备一段约6 cm长的铬制肠线(6-0),并将其置于无菌生理盐水中,以防止干燥变硬变脆。
  2. 用氯胺酮/赛拉嗪(75/15 mg/kg,腹腔注射,注射体积为10 mL/kg)对小鼠进行麻醉。通过轻捏脚趾间皮肤检查麻醉深度,确保小鼠腿部无屈曲反应。如有必要,等待动物完全麻醉和/或追加氯胺酮/赛拉嗪。
    注意:不应给予辅助镇痛药物,以避免产生预先镇痛效应,从而干扰三叉神经病理性疼痛的发展。
  3. 轻轻剃除....

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结果

DIoN-CCI 小鼠在术后表现出明显的孤立面部理毛时间增加以及孤立面部理毛次数增多(图3)。这种增加在术后第一周最为显著,随后几周逐渐减弱,但在至少6周内仍显著高于术前水平。而在全身理毛过程中的面部理毛行为则基本不受影响。

在DioN-CCI术后第一周内,DIoN-CCI小鼠对同侧IoN区域的同侧机械刺激几乎完全无反应(图4)。在随后的数周内,这种低反应性逐渐转变为高反应性,并持续至少6周。此外,对对侧机械刺激的反应性也可能出现轻微增加。

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讨论

在大鼠中,先前有研究认为,考虑到完整的精细肌肉对控制复杂的触须运动模式在触须触觉分辨中的重要性,以及中线切口与皮肤下眶下神经区域之间的相对距离,经眶入路至眶下神经(IoN)更为可取10。另有研究指出,通过胡须垫后方毛发皮肤处做切口进行远端入路具有多项优势13,14。从外科操作角度看,该技术更为简便且创伤较小;无需使用立体定位仪,手术耗时也更短。两种方法在术后诱发性和非诱发性疼痛行为方面均产生相似的行为学效应。此外,该方法可避免术中移位眶内内容物可能引起的眼部不适,以及神经结扎与眼部之间潜在的刺激性接触。在小鼠中,由于其体型较小,我们发现经眶入路作为常规操作过于困难。因此,本实验旨在采用远端入路方式,在小鼠中手术诱导眶下神经损伤,从而引发自发性和诱发性疼痛行为,用于三叉神经病理性疼痛的研究。

与其它神经结扎诱导的慢性疼痛动物模型一样,应用该模型的关键步骤之一是在眶下神经周围以适当的结扎力度放置结扎线

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披露

作者声明无利益冲突。

材料

本文使用的材料清单
姓名公司目录编号评论
铬制肠线(6-0)Dynek CG602D结扎线
棉签棒药房
数码摄像机SonyHDR-CX330E
Dumont #5 镊子Fine Science Tools11251-10
Dumont 镊子 - 微钝头尖端 (#5/45)Fine Science Tools11253-25
DuratearsAlcon0037-820眼科软膏
钩状结扎辅助工具Fine Science Tools18062-12
KetalarPfizer氯胺酮(50 mg/mL)
手术显微镜KapsSOM 62
精密棉签Qosina10225
精密修剪器PhilipsHP6392/00
RompunBayer赛拉嗪(2%)
剪刀 - 钝头尖端Fine Science Tools14574-09
Semmes-Weinstein Von Frey 感觉测定仪套装Stoelting58011
Vicryl RapideEthiconMPVR489H缝合线

参考文献

  1. Costigan, M., Scholz, J., Woolf, C. J. Neuropathic pain: a maladaptive response of the nervous system to damage. Annu Rev Neurosci. 32, 1-32 (2009).
  2. Torrance, N., Smith, B. H., Bennett, M. I., Lee, A. J. The epidemiology of chronic pa....

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